Участок механического цеха для обработки детали представителя 'Стакан'

Участок механического цеха для обработки детали представителя 'Стакан'

Введение

деталь станок технологический заготовка

Машиностроение является главной отраслью народного хозяйства, которая определяет возможность развития других отраслей и обеспечение изготовления новых и совершенствование имеющихся машин. Отличительной особенностью современного машиностроения является существенное изменение характеристик машин: увеличение скорости, мощности, температуры, уменьшение массы, объема, снижение шума и т.п.

Качество изготовляемой продукции определяется совокупностью свойств процесса ее изготовления, соответствием этого процесса и его результатов установленным требованиям. Основными производственными факторами является качество оборудования и инструмента, физико-химические, механические и другие свойства исходных материалов и заготовок, совершенство разработанного технологического процесса и качество выполнения обработки и контроля. Следовательно, технический прогресс в машиностроение характеризуется не только улучшением конструкции машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. Важно качественно, экономично и в заданные сроки с минимальными затратами труда изготовить машину, применив высокопроизводительное оборудование, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства. От принятой технологии во многом зависит надежность работы выпускаемых машин, а так же экономика их эксплуатации.

Основные направления развития современной технологии следующие: переход к автоматизированным технологическим процессам, обеспечивающим требуемое качество продукции; внедрение безотходного производства; создании гибких производственных систем; широкое применение промышленных роботов и робото - технологических систем.

Темой дипломного проекта является проектирование участка механического цеха для обработки детали «Стакан» Т40А-2302082-Г с годовой программой выпуска участка 29000 шт. и программой выпуска детали 5200 шт. Основой дипломного проекта является разработанный технологический процесс в условиях серийного производства.

1. Общий раздел

.1 Описание конструкции и служебного назначения детали

«Стакан» Т40А-2302082-Г представляет деталь типа тела вращения. Имеет сквозное ступенчатое отверстие. На фланце- 6 отверстий диаметром 17Н12, на расточке фланца 4 глухих отверстия в резьбой М10-7Н, которые необходимы для закрепления детали в сборочной единице.

Деталь входит в сборочный узел «Передний ведущий мост». Передний ведущий мост предназначен для повышения тяговых усилий и улучшения проходимости трактора по бездорожью и увлажненных почвах. Ведущая шестерня установлена в стакан на двух шарикоподшипниках и через стопорные пластины закреплена на болтах.

В процессе работы необходимо проверять боковой зазор в зацеплении зубьев шестерни главной передачи. При увеличении шума и других неисправностей следует проверить осевой люфт ведущей шестерни или зазор зацепления.

В качестве материала для этой детали целесообразно использовать сталь 45Л ГОСТ 977-88, так как к этой стали предъявляются требования повышенной прочности и высокого сопротивления износу и работающие под действием статических и динамических нагрузок.

В таблице 1 указан химический состав 45Л, а в таблице 2 - механические свойства стали.

Таблица 1-Химический состав стали 45Л

марка стали	C	Si	Mn	Cr	P, S	Cn, Ni
				не более
45Л	0,42…0,5	0,2…0,52	0,4…0,9	0,3	0,045	0,3

Таблица 2-Механические свойства стали 45Л

марка стали	σв	σт	δ	ψ	ан, (Дж/см)	твердость
	Мпа	Мпа	%	%		НВ (не более)
45Л	290	520	10	18	24	148-217

Конструкторская характеристика детали определяется по классификатору ЕСКД.

Класс 71-деталь-тела вращения;

Подкласс 713000-с наружной цилиндрической поверхностью;

Группа 713400-без закрытых уступов, ступенчатая, двухсторонних, без наружной резьбы;

Подгруппа 713460 - сквозное цилиндрическое отверстие;

Вид 713466 - без пазов, шлицов на наружной поверхности и отверстие вне оси детали.

-конструкторский код детали.

1.2 Технологический контроль чертежа детали и анализ детали на технологичность

Технологичность конструкции - это совокупность свойств конструкции детали, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте.

Конфигурация стакана состоит из простых геометрических форм, обеспечивающих базы при закреплении, контроле и свободный доступ инструмента.

Отверстия вне оси детали сквозные, что дает возможность их обработки напроход.

Все поверхности расположены параллельно или перпендикулярно друг к другу, что упрощает их обработку.

Имеется центральное отверстие сложной формы - много ступеней, что усложняет ее обработку.

Обработка всех поверхностей возможно производить на универсальных станках стандартным инструментом.

При изготовлении детали можно использовать типовой технологический процесс.

Обрабатываемые поверхности

Длины: 36±0,1; Ra=1,6 мкм

h15 (_-1,0), Ra=12,5 мкм

±1,2; Ra=12,5 мкм

,9 Н14 (^+0,25), Ra=12,5 мкм

Н14 (^+0,54), Ra=12,5 мкм

19 Н14 (^+0,52), Ra=12,5 мкм

Н14 (^+0,62), Ra=12,5 мкм

±0,42; Ra=12,5 мкм

h14 (_-0,52), Ra=12,5 мкм

^+1,3, Ra=12,5 мкм

h14 (_-1,0), Ra=12,5 мкм

Отверстия: Ø68 Н12 (^+0,3), Ra=12,5 мкм

Ø65 Н8 (^+0,046), Ra=1,6 мкм

Ø160 Н14 (^+1,0), Ra=12,5 мкм

Ø195 Н14 (^+1,0), Ra=12,5 мкм

Ø110 К7 (), Ra=1,6 мкм

Ø85 К7 (), Ra=1,6 мкм

отверстий Ø17 Н12 (^+0,18), Ra=12,5 мкм

отверстия с резьбой М10-7Н

Наружные диаметры: Ø212 h14 (_-1,15), Ra=12,5 мкм

Ø127 h14 (_-1,0), Ra=12,5 мкм

Ø109,5 h14 (_-0,87), Ra=12,5 мкм     

Ø210 f9 (), Ra=12,5 мкм

Ø110 f9 (), Ra=12,5 мкм

Размерная характеристика

наибольший наружный диаметр Æ286 мм - Ж

длина 131 - Д

диаметр центрального отверстия Æ160 - В

Сталь 45Л - сталь конструкционная углеродистая - 12

Вид детали по технологическому методу изготовления - обрабатывается резанием - 4

Техническая характеристика детали обработанной резанием.

Вид исходной заготовки - отливка - 11

Точность размеров: наружная поверхность IT9-3

внутренняя поверхность IT7-4

Шероховатость (Ra 1,6) - 3

Характеристика технологических требований - 5

Вид дополнительной обработки - термообработка после механической обработки-4

Характеристика массы m=10,533 кг - Д

Технологический код детали ЖДВ124. 1134354Д

Полный конструкторско-технологический код: ЛМсК 713466. ЖДВ124. 1134354Д

Таблица 3 - Анализ технических требований

Условное обозначение технических требований	Техническое требование	Методы выполнения требования	Средства контроля
153…241 HВ	Твердость детали 153…241 HВ	Отливка и термообработка	Прибор Бринеля
Н14, h14,±IT14/2	Неуказанные предельные отклонения; для отверстий Н14, для валов-h14, для остальных по симметрическому полю допуска 14 квалитета	Черновая обработка	Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80
0.06/100 Г	Допуск перпендикулярности оси поверхности диаметром 110k7 относительно	Растачивание	Нутромер
	торца поверхности диаметром 286 на длину 100 мм - 0,06 мм
0.1	Допуск плоскостности торца Ø 286 -0,1 мм	Чистовое точение	Контрольное приспособление
0.1 ГД	Допуск радиального биения Ø210 f9 относительно оси Ø 110 и торца Ø 286 - 0,1 мм.	Чистовое точение	Индикатор ИЧ 10Б 1 кл.
0.054 ГД	Допуск торцового биения торца Ø85k7 относительно оси Ø 110 и торца Ø 286 - 0,054 мм.	Чистовое точение	Индикатор ИЧ 10Б 1 кл.
0.16 ГД	Допуск радиального биения Ø110 f9 относительно оси Ø 110 и торца Ø 286 - 0,16 мм.	Шлифование	Индикатор ИЧ 10Б 1 кл.
R0,2	Допуск позиционный оси отверстий Ø17Н12 и отверстий с резьбой М10-7Н - R0,2	Сверление	Контрольное приспособление
0.06 ГД	Допуск радиального биения Ø65Н8 относительно оси Ø 110 и торца Ø 286 - 0,06 мм.	Чистовое растачивание	Индикатор ИЧ 10Б 1 кл.
0.054 ГД	Допуск радиального биения Ø85 относительно оси Ø 110 и торца Ø 286 - 0,054 мм.	Чистовое растачивание	Индикатор ИЧ 10Б 1 кл.

2. Технологический раздел

2.1 Выбор и характеристика принятого типа производства

Выбор типа производства производится по массе изделия M дет и заданной программой выпуска деталей N.

Для детали «Стакан» Т40А-2302082-Г массой Мдет=10,533 кг и N=5200 штук принят тип производства - среднесерийный /2, с. 24/.

Среднесерийное производство характеризуется широкой номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями и достаточно большим объемом выпуска изделий. В производстве при серийном типе используются универсальные станки полуавтоматы, оснащенные как универсальными, так и специальными приспособлениями, режущими инструментами и средствами измерения, специализированные станки, а так же станки с ЧПУ, как наиболее полно отвечающие требованиям среднесерийного типа производства.

В этом типе производства технологический процесс изготовления деталей преимущественно дифференцирован, то есть, расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на отдельных станках. Производство, в основном, организовано в виде поточных линий, то есть оборудование расположено по ходу технологического процесса. Взаимозаменяемость в условиях серийного типа производства соблюдается, подгонка при сборке не допускается. Квалификация основных рабочих достаточно высокая,

Себестоимость изделий средняя.

Количество изделий в партии определяется:

, шт., (1)

где а-периодичность запуска в днях; принимается а=7;

Ф-число рабочих дней, Ф=248 дней.

n==147 (шт.),

Принимается n=147 штук.

Период запуска-выпуска партии деталей в производстве можно определить по формуле:

R_заг= (2)

R_заг=

Количество запусков партии деталей в плановом периоде:

S_n= (3)

S_n=

Принимается нормативное значение S_n=20

2.2 Выбор вида и обоснование способа получения заготовки

Заготовкой называется полуфабрикат по форме и размерам приближенный к готовой детали, имеющий припуски на механическую обработку поверхностей для получения изделий заданного качества. Припуски на обработку должны быть минимальными, но достаточными для изготовления размеров и поверхностей с требуемой и шероховатостью поверхностей.

Использование заготовок с экономичными конструктивными формами и способом получения позволяет производить обработку с наибольшей производительностью и с минимальными затратами. Таким образом, выбор вида и способа получения заготовки является важным фактором, определяющим экономические показатели производства.

Для детали «Стакан» Т40А-2302082-Г, изготовленной из стали 45Л ГОСТ 977-88 в условиях среднесерийного типа производства применяется заготовка-отливка в песчато-глинистые формы. Этот метод изготовления используется во всех типах производства и наиболее распространенный.

Для изготовления форм и стержней в литейном производстве используются формовочные и стержневые смеси. Процесс изготовления смесей называется формовкой. В серийном производстве формы изготавливают на машинах. Собранную и склеенную форму падают на заливку. Жидкий металл заливают с помощью ковшей. Затем металл затвердевает после чего его выбивают из формы. После выбивки все отливки зачищают для удаления остатков литников, мелких заливов. После изготовления отливки проходят контроль.

2.3 Выбор общих припусков и допусков на механическую обработку. Расчет массы заготовки и коэффициента использования материала

Расчет отливки производится по ГОСТ 26645-85.

. Класс размерной точности отливки.

т-13 /прил. 1, табл. 9/

Выбирается        10.

. Степень коробления в элементах отливки.

/285=0,1 от 5 до 8 /прил. 2, табл. 10/

Выбирается 6.

. Ряды припусков на обработку.

-9т выбирается 7 /прил. 6, табл. 14/

. Допуски размеров отливки.

Æ110 Т=±3,2

Æ195 Т=±3,6

Æ212 Т=±3,6

Т=±3,2

Т=±2,2

. Вид окончательной обработки на рассчитываемой поверхности /табл. 7/.

Ø 110   0,035/6,4=0,005 - тонкая

Ø 110   0,009/6,4=0,014 - тонкая

Ø 195   1,2/7,2=0,16 - получистовая

Ø 212   1,15/7,2=0,15 - получистовая

± 1,2  1,2/6,4=0,18 - получистовая

  0,52/4,4=0,12 - получистовая

. Общий припуск на сторону

Æ110 Т=±3,2 - тонкая z=4,5 мм

Æ195 Т=±3,6 - получистовая z=3 мм

Æ212 Т=±3,6 - получистовая z=3 мм

Т=±3,2 - получистовая z=4,1 мм

Т=±2,2 - получистовая z=2,8 мм

. Размеры отливки

Отверстие Æ110: 110-2·4,5=101 принимается 100±3,2

Наружный диаметр Æ110: 110+2·4,5=119 принимается 120±3,2

Æ195: 195+2·3=201 принимается 200±3,6

Æ212: 212+2·3=218 принимается 218±3,6

Длины 131: 131+2·4,1=139,2 принимается 140±3,2

: 123+2·2,8=28,6 принимается 30±2,2

Расчет массы заготовки и коэффициента использования материала

В общем случае масса заготовки определяется по формуле:

m_з.=V_з·ρ (7)

Рисунок 1 - Эскиз заготовки

V_з=V₁+V₂+V₃+V₄-V₅-V₆ (8)

V₁= π∙R²∙L-цилиндр

V₃=1/3 (π∙R²∙L) - конус

V_з=3,14∙5,5²∙3,2+3,14∙6²∙8,1+3,14∙14,25²∙2,7+3,14∙10,9²∙0,9-3,14∙10²∙1,9-3,14∙0,5²∙9,4 =303,9+815+1521+235-596-8,3=2270 см³

m_з.=2270·0,0078=17 кг.

Коэффициент использования материала определяется по формуле:

К_им= (9)

К_им==0,62

Данный коэффициент использования материала приемлем для серийного типа производства, метода обработки и конфигурации детали.

2.4 Выбор и обоснование технологических баз

Технологическими базами детали называются поверхности, с помощью которых заготовка ориентируется на станке во время обработки.

На первых операциях в качестве технологических баз используют черновое базы и производится обработка центрального отверстия. При обработки наружных поверхностей заготовка устанавливается на оправке, то есть технологическими базами является центральное ступенчатое отверстие. Так же при окончательной обработки отверстия в качестве баз используется наружный диаметр и торец.

Основные выполняемые размеры детали заданы от технологических баз, таким образом, производится совмещение технологических и измерительных баз, при этом достигается высокая точность обработки.

2.5 Разработка маршрутного плана обработки детали с выбором оборудования и станочных приспособлений. Обоснование принятого маршрутного плана и характеристика оборудования

Для обработки детали «Стакан» для условий среднесерийного типа производства предлагается маршрутный план обработки, приведенный в таблице 4.

Таблица 4 - Маршрутный план обработки

№ операции наименование операции	Технологическое оборудование		Станочное приспособление
005. Вертикальная фрезерно-сверлильно-расточная с ЧПУ	Вертикальная фрезерно-сверлильно-расточная с ЧПУ модели ГФ2171С5		Приспособление при станке
010. Токарная с ЧПУ	Токарный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3С32		3-х кулачковый патрон
015. Вертикально-фрезерная	Вертикально-фрезерный модели 6Р11		Приспособление фрезерное
020. Токарная с ЧПУ	Токарный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3С32		3-х кулачковый патрон
025. Контрольная	Стол контрольный
030. Термическая	Термопечь
035. Горизонтально-расточная	Горизонтальный отделочно-расточной полуавтомат с подвижным столом модели 2705П		Расточное пневматическое
040. Сверлильная с ЧПУ	Сверлильный с ЧПУ 2С 132 МФ2		Установочное приспособление
045. Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок модели 3М151	Оправка кулачковая
050. Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок модели 3М151	Оправка кулачковая
055. Слесарная	Верстак	Тиски слесарные
060. Моечная	Машина моечная
065. Контрольная	Стол контрольный

Принятый маршрутный план обработки детали содержит операции, выполняемые на станках с ЧПУ, что повысит производительность труда, возможность обработать много поверхностей на одном станке.

Характеристика оборудования

ГФ2171С5 - вертикальный фрезерно-сверлильно-расточный консольный станок

Размер рабочей поверхности стола, мм 400х1600

Наибольший ход стола, мм:

Продольный 1000

Поперечный 400

Наибольший вертикальный ход ползуна, мм 250

Диапазон частоты вращение, мин^-1 40-2000

Диапазон подач, мм/ мин 3-4800

Ускоренное перемещение, мм/мин 6000

Количество инструментов в магазине, шт. 12

Наибольший диаметр инструмента, мм:

Торцовой фрезы 125

Концевой фрезы 50

Сверла 30 Тип устройства ЧПУ 2С42

Мощность главного привода, кВт 7,5

Габарит станка, мм 3680х4200х3060

Масса станка, кг 5900

К20ФЗС32 - Токарный патронно-центровой станок

Наибольший диаметр детали над станиной, мм                                   500

Наибольший диаметр детали, обрабатываемой над суппортом, мм 022    

Наибольшая длина детали, устанавливаемая в центрах, мм               1000

Наибольшая длина обработки, мм                                                       870

Диапазон частот вращения шпинделя, мин^-1                              22,4-2000

Диапазон подач, мм/об: продольной     0,01-40 поперечной 0,005-20

Наибольшая подача, мм/мин: продольная 5000

поперечная 2500

Ускоренное перемещение, мм/мин: продольное 6000 поперечное 5000

Дискретность задания перемещений, мм: продольное               0,001

поперечное                                                                                    0,005

Количество позиций резцодержки                                                                 6

Тип устройства ЧПУ                                                           2Р22

Мощность главного привода, кВт 11

Габарит станка, мм               3970х1700х2145

Масса станка, кг                                                                                     4000

2С 132 МФ2 - вертикальный координатно-сверлильный станок.

Размер рабочей поверхности стола, мм 400*630

Наибольшая масса обрабатываемой детали, кг 400

Наибольший диаметр сверления в стали, мм 32 Наибольший диаметр нарезаемой резьбы в стали 45, М24

Наибольший ход, мм;

Продольный 620 Поперечный 400 Вертикальный 630 Расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола, мм 80-710

Диапазон частоты вращения шпинделя, мин^-1 25-3500

Количество ступеней частоты вращения шпинделя 39

Диапазон подач сверлильной головки, мм-мин 5-2000

Количество ступеней подач сверлильной головки, мм/мин 27

Наибольшая длина инструмента, устанавливаемого в магазине 355

Мощность главного привода, кВт 8,1

Габарит 2425*1860*2820

Масса станка, кг 5840

2705П - горизонтальный отделочно-расточной полуавтомат с подвижным столом.

Диаметр обрабатываемых отверстий, мм 8 - 280

Размеры рабочей поверхности стола, мм 320*500

Ход стола, мм 360

Частота вращения шпинделя, мин^-1 2000-600

Габаритные размеры, мм 1550*1220*1450

Масса, кг 2800

Рабочая подача стола (регулирование бесступенчатое), мм/мин 8 - 800

Мощность электродвигателя расточной головки, кВт 1,5

3М 151 - круглошлифовальный станок.

Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм 200

Наибольшая длина обрабатываемой детали, мм 700

Высота центров над столом 110 Наибольший диаметр шлифования, мм 180

Наибольшая длина шлифования, мм 630

Наибольшее продольное перемещение стола, мм 650

Скорость перемещения стола, м\мин 0,1-6

Частота вращения заготовки, мин ^-1 63-400

Частота вращения шлифовального круга, мин^-1 500-1100

Наибольшее поперечное перемещение 200

Мощность электродвигателя главного движения, кВт 7,5

Габаритные размеры, мм 3100*2100*1500

Масса, кг 4200

6Р11 - вертикально фрезерный станок

Размеры рабочей поверхности стола 250х1000

Наибольшее перемещение стола:

Продольное 630

Поперечное 200

Вертикальное 350

Внутренний конус шпинделя 50

Частота вращения шпинделя, мин^-1 50-1600

Подача, мм/мин:

Продольная и поперечная 35-1020

Вертикальная 14-390

Мощность электродвигателя, кВт 5,5

Габариты, мм 1480х1990х2360

Масса станка, кг 2360

2.6 Поэлементный техпроцесс обработки детали

Рисунок 2 - Эскиз обрабатываемых поверхностей

Операция 005 - Вертикальная фрезерно-сверлильно-расточная с ЧПУ

. Установить и закрепить заготовку.

. Фрезеровать торец 14

. Сверлить отверстие 15

. Рассверлить отверстие 15.

. Снять заготовку, контролировать размеры и параметры.

Операция 010 - Токарная с ЧПУ

. Установить и закрепить заготовку.

. Подрезать торец 14, точить поверхность 17 и 13 и торец 21, торец 24 начерно.

. Точить поверхность 13 начисто.

. Точить канавку 11.

. Снять заготовку, контролировать размеры и параметры.

Операция 015 - Вертикально-фрезерная

. Установить и закрепить заготовку.

. Фрезеровать 4 паза 28.

. Снять заготовку, контролировать размеры и параметры.

Операция 020 - Токарная с ЧПУ

. Установить и закрепить заготовку.

. Расточить отверстие 4, торец 3, отверстие 1, 10, 20, 15 начерно

. Точить канавки 22, 18 и 16.

. Подрезать торец 5, поверхность 6, торец 23.

. Расточить фаску 2, отверстие 1, фаску 9, отверстие 10, фаску 12, отверстие 20, фаску 18, отверстие 15 начисто.

. Точить поверхность 6 начисто.

. Снять заготовку, контролировать размеры и параметры.

Операция 025 - Контрольная

01.    Контролировать размеры и параметры.

Операция 030 - Термическая

. Калить Ø110,8 до твердости 45 HRCэ.

Операция 035 - Горизонтально-расточная

. Установить и закрепить заготовку.

. Расточить отверстие 1, 20 и 15.

. Снять заготовку, контролировать размеры и параметры.

Операция 040 - Сверлильная с ЧПУ

. Установить заготовку, закрепить

. Сверлить 6 отверстий 7.

. Сверлить 4 отверстия 23.

. Снять фаски 27.

. Нарезать резьбу 23.

. Снять заготовку, контролировать размеры и параметры.

Операция 045 - Круглошлифовальная

. Установить заготовку, закрепить

. Шлифовать поверхность 13.

. Снять заготовку, контролировать размеры и параметры.

Операция 050 - Круглошлифовальная

. Установить заготовку, закрепить

. Шлифовать поверхность 6.

. Снять заготовку, контролировать размеры и параметры.

Операция 055 - Слесарная

. Зачистить заусенцы и острые кромки.

Операция 060 - Моечная

. Промыть деталь.

Операция 065 - Контрольная

. Контролировать размеры.

2.7 Определение операционных припусков и размеров: на одну поверхность Ø110f9 аналитическим методом; на остальные - табличным.

Определение операционных припусков и размеров на одну поверхность Ø110f9 аналитическим методом

Поверхность Ø110f9 () должна быть обработана по 9 квалитету и шероховатости Ra 1,6.

Порядок обработки:

) точение черновое

) точение чистовое

) шлифование

Суммарное значение пространственных отклонений для первой операции определяется при обработке в патроне для отверстия по формуле:

ρ= (10)

где ρ_см - погрешность заготовки по смещения, мкм

ρ_см=300 мкм. /16, т. 1, стр. 187/

ρ_экц - погрешность заготовки по эксцентричности, мкм,

ρ_экц=390 мкм. /16, т. 1, стр. 189/

ρ₀= =426 мкм

ρ₁=ρ₀ ·0,05=426·0,05=21 мкм

Т.к. значение ρ₂, ρ₃ мало, то принимаем равным нулю.

Погрешность установки определяется по формуле:

Е_у= (11)

где Е_б - погрешность базирования, мкм;

Е_б1=0 мкм; /16, т. 1, стр. 45-46/

Е_у - погрешность установки, мкм;

Е_у1=130 мкм; /16, т. 1, стр. 80/

Е_у2=130 мкм

Е_у3=70 мкм

Таблица 5 - Аналитический метод определения припусков

Методы обработки поверхности	Ряд точности, Квалитет	Параметр шероховатости	Предел. отклонения	Допуск Размера	Расчетные величины
					Высота микронеровностей Rz, мкм	Глубина дефектного слоя, h, мкм	Сумма простр. отклонений ρ, мкм	Погрешность установки
Заготовка-штамповка	3Т	Ra50	±3200	6400	200	250	426	-
Черновое точение	h12	Ra6,3	-350	350	50	50	21	130
Чистовое точение	h10	Ra3,2	-140	140	25	25	0	130
Шлифование	f9	Ra1,6	-35 -123	88	10	20	0	70

Величина расчетного припуска для первой операции определяется по формуле

2Z_ip=2 (R_zi-1-+h_i-1+ +es_i-1 (12)

Для последующих операций:

Z_ip=2 (R_zi-1-+h_i-1+ +IT_i-1 (13)

где 2Z_ip - общий расчетный припуск для данной операции, мкм;

R_zi-1 - высота микронеровностей, оставшихся от предыдущих операций, мкм;

h_i-1 - глубина дефектного слоя, оставшегося от предыдущей операции или перехода, мкм;

E_yi - погрешность установки заготовки на данной операции, мкм;

ρ_i-1-суммарное значение пространственных отклонений, оставшихся от предыдущей операции или перехода, мкм;

ES_i-1 - верхнее предельное отклонение отверстия после предыдущей операции, мкм;_i-1 - допуск размера после предшествующей операции, мкм

I. Припуск на черновое точение

2Z_1p=2 (R₀-+h_i0+ +es₀=2 (200+250+)+3200=5352 мкм=5,3 мм

II. Припуск на чистовое точение

2Z_2p=2 (R₁-+h₁+ +IT₁ =2 (50+50+)+350= 1950 мкм=1,9 мм

III. Припуск на шлифование (не учитываются пространственные отклонения).

2Z_3p=2 (R₂-+h₂+ )+IT₂ =2 (25+25+70)+140=800 мкм=0,8 мм

Для удобства определения промежуточных размеров результаты расчетов сведены в таблицу.

Результаты расчетов

Наим. припуска и размера	Условное обозначение	Расчетное значение	Принятые значения
Размер поверхности по чертежу	d3		Ø110f9 ()
Исходный размер	dисх	Ø109,965
Припуск на шлифование	2Z3Р	0,8
Размер после чистового точение	d2	Ø110,765	Ø110,7 h10 ()
Припуск на чистовое точение	2Z2Р	1,9
Размер после чернового точения	d1	Ø112,665	Ø112,6 h12 ()
Припуск на черновое точение	2Z1Р	5,3
Размер заготовки	dз	Ø 117,965	Ø120±3,2

Рисунок 3. - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Ø110f9 ()

Определение операционных припусков на остальные поверхности табличным методом

Таблица 7 - Припуски и размеры на обработку

Размер

Метод обработки

Параметр шероховатости, Ra, мкм

Квалитет

Припуск 2Zmin

Промежуточный размер

Ø210f9 ()Заготовка

Точение черновое

Точение чистовоеRz 800

Ra 12,5 6,33Т

h13

5,2

Ø 218±3,6

Ø 212,8 h13 ()

Ø 210,8 h11 ()
		Шлифование	Ra 3,2	f9	0,8	Ø210f9 ()

Ø110K7 ()Заготовка

Растачивание черновое

Растачивание чистовое

Алмазное растачиваниеRz 800

Ra 6,3

Ra 3,2

Ra 1,63Т

Н12

Н9

К7

2

Ø 100±3,2

Ø 107Н12 (^+0,35)

Ø 109Н9 (^+0,087)

Ø210f9 ()

Ø85K7 ()Заготовка

Сверление

Рассверливание

Растачивание черновое

Растачивание чистовое

Алмазное растачиваниеRz 80012,512,5

6,3

3,2

1,63Т

Н14

Н12

Н11

Н9

К7

,5

2

-

Ø 35Н14 (^+0,62)

Ø 55Н12 (^+0,35)

Ø 82Н11 (^+0,22)

Ø 84Н9 (^+0,087)

Ø85K7 ()

Ø65Н9 ()Заготовка

Рассверливание

Растачивание черновое

Растачивание чистовое

Алмазное растачиваниеRz 80012,5

6,3

3,2

1,63Т

Н12

Н11

Н10

Н9

2

-

Ø 55Н12 (^+0,35)

Ø 62Н11 (^+0,19)

Ø 64Н10 (^+0,12)

Ø65Н9 ()

2.8 Выбор режущего, вспомогательного и измерительного инструмента

Таблица 8 - Режущий, измерительный и вспомогательный инструмент

№ операции	Режущий инструмент	Измерительный инструмент	Вспомогательный инструмент
005	1. Фреза торцовая ф100 ГОСТ 9304-69 Нож правый Р6М5. 2. Сверло спиральное ф 35, ф 55 ГОСТ 10906-77, Р6М5	Штангенциркуль ШЦ-II-250-0,1	1. Оправка для фрезы  2. Переходные втулки
010	1. Резец проходной, ГОСТ19068-80, Т5К10. 2. Резец контурный, ГОСТ 9795-80, Т15К6 3. Резец канавочный, в=3 мм, Т5К10, ГОСТ 17163-80	Штангенциркуль ШЦ-II-250-0,1 ГОСТ 166-80	Резцедержатель для резцов
015	Фреза торцевая Ø 100 ГОСТ 9304-69 Р6М5	Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80	Оправка для фрезы
020	1. Резец расточной, Т5К10, ГОСТ 19067-80 2. Резец канавочный, в=3 мм, Т5К10, ГОСТ 17163-80 3. Резец расточной, Т15К6, ГОСТ 19067-80 4. Резец проходной, ГОСТ19068-80, Т5К10. 5. Резец контурный, ГОСТ 9795-80, Т15К6	Штангенциркуль ШЦ-II-250-0,1 ГОСТ 166-80	Резцедержатель для резцов
035	Резец расточной, Т30К4, ГОСТ 19067-80	калибр-пробка Ø110K7 (), Ø85K7 (), Ø65Н9 ()Оправка расточная
040	1. Сверло спиральное Ø17 ГОСТ 10903-77 Р6М5 2. Сверло спиральное Ø8,5 ГОСТ 10903-77 Р6М5 3. Зенковка Ø22 Р6М5 ГОСТ 12489-71 4. Метчик М10-7Н, Р6М5 ГОСТ 11458-71	Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80  Пробка резьбовая М10-7Н	Переходные втулки

045           Круг шлифовальный 1.750х63х305 24А 40 СТ2. 6К 35 м/с ГОСТ2424-83   Калибр-скоба Æ110f9 ()

Оправка для круга
050	Круг шлифовальный 1.750х63х305 24А 40 СТ2. 6К 35 м/с ГОСТ2424-83	Калибр-скоба Ø210f9 ()Оправка для круга

.9 Выбор рациональных режимов резания и определение норм времени на 4 операции

Операция 005 - Вертикальная фрезерно-сверлильно-расточная с ЧПУ

Переход 02. Фрезерование торца, выдержав размер 138-1.

Глубина резания t=5 мм

Выбор подачи S_zт1=0,16 мм/зуб /11, т. 2, стр. 177/

Выбранные значения подачи корректируются с учетом поправочных коэффициентов, которые выбираются по карте 4 в зависимости от:

инструментального материала К_SH=1,15

способа крепления пластин К_SР=1

схема установки фрезы К_Sс=0,5

отношение фактической ширины фрезерования с нормативной К_SВ=1,00

главный угол в плане К_Sφ=0,85

Значение подач определяется по формуле:

Sz=S_zт· К_SH ·К_SР · К_Sс· К_Sφ· К_SВ (14)

Sz=0,16· 1,15 ·1 · 0,5· 1· 0,85=0,1 мм/об

Выбор скорости резания

V_Т=301 м/мин /11, т. 2, стр. 188/

По карте 23 выбираются поправочные коэффициенты на скорость в зависимости от:

группа обрабатываемого материала К_vм=1,35

материал режущей части фрезы К_vи=0,15

состояние поверхности К_vп =1

главный угол в плане К_Vφ=0,95

отношение ширины фрезерования к диаметру фрезы К_vВ=1

периода стойкости режущего инструмента К_vт =1

наличие охлаждения К_vж =1

Скорость резания определяется по формуле:

V= V_Т· К_vм· К_vи· К_Vп· К_vφ· К_vВ· К_vт· К_vж (15)

V= 301· 1,35· 0,15· 1· 0,95· 1· 1· 1=97,9 м/мин

Частота вращения шпинделя определяется по формуле:

n= (16)

n= мин^-1

Проверка выбранных режимов резания по мощности привода главного движения.

Расчет мощности, необходимый для резания, производится по формуле:

N_P=N_T· (17)

N_T=4,1 кВт /11. т. 2, стр. 81/

N_P=4,1·кВт

N_ПР=7,5 кВт

N_P ≤ N_ПР (4,9<7,5) - обработка возможна.

Определение минутной подачи.

Минутную подачу рассчитываем по формуле:

S_M=S_z·z·n_Ф, мм/мин (18)

S_M=0,1·20·156=310 мм/мин.

Определение цикла автоматической работы.

Т_О= (19)

Т_О=мин

Т_мв=, (20)

где L_уск - длина ускоренного перемещения (подвод инструмента), мм

S_уск - ускоренная подача, мм/мин

Т_мв=мин

Т_у.а2.=ΣТ_о+Т_мв=1,06+0,1=1,16 мин

Переход 03

. Сверлить отверстие диаметром 35 мм.

Глубина резания t=17,5 мм

Выбор подачи S_от1=0,35 мм/об /11, т. 2, стр. 128/

механических свойств обрабатываемого материала К_SМ=1

Значение подач определяется по формуле 14:

S_o=0,35 мм/об

Выбор скорости резания

V_Т=18 м/мин /11, т. 2, стр. 128/

По карте 57 выбираются поправочные коэффициенты на скорость в зависимости от:

группа обрабатываемого материала К_vм=1,1

формы заточки инструмента К_vз =1

наличие охлаждения К_vж =1

состояние поверхности К_VW=0,8

материала инструмента К_vи=1,0

Скорость резания определяется по формуле 15:

V= 18· 1,1· 1· 1· 0,8·1=15,84 м/мин

Частота вращения шпинделя определяется по формуле 16:

n= мин^-1

Минутную подачу рассчитываем по формуле:

S_M=S_о·n, мм/мин (21)

S_M1=0,35·144=47,6 мм/мин

Определение цикла автоматической работы по формулам 19 и 20.

Т_О=мин

Т_мв=мин

Т_у.а3.=ΣТ_о+Т_мв=1,45+0,1=1,55 мин

Переход 04

. Рассверлить отверстие диаметром 55 мм.

Глубина резания t=10 мм

Выбор подачи S_от1=1,03 мм/об /11, т. 2, стр. 128/

Выбранные значения подачи корректируются с учетом поправочных коэффициентов, которые выбираются по карте 53 в зависимости от:

механических свойств обрабатываемого материала К_SМ=1

Значение подач определяется по формуле 14:

S_o=1,03 мм/об

Выбор скорости резания

V_Т=14,4 м/мин /11, т. 2, стр. 128/

По карте 57 выбираются поправочные коэффициенты на скорость в зависимости от:

группа обрабатываемого материала К_vм=1,1

формы заточки инструмента К_vз =1

наличие охлаждения К_vж =1

состояние поверхности К_VW=0,8

материала инструмента К_vи=1,0

Скорость резания определяется по формуле 15:

V= 14,4· 1,1· 1· 1· 0,8·1=12,7 м/мин

Частота вращения шпинделя определяется по формуле 16:

n= мин^-1

Минутную подачу рассчитываем по формуле 17:

S_M1=1,03·93=92,7 мм/мин

Определение цикла автоматической работы по формулам 19 и 20.

Т_О=мин

Т_мв=мин

Т_у.а43.=ΣТ_о+Т_мв=0,7+0,1=0,8 мин

Т_у.а.=ΣТ_у.а.=1,16+1,55+0,8=3,51 мин

Операция 035 - Горизонтально-расточная

1. Глубина резания

t=0,5 мм

. Подача

S=0,1 мм/об /16, т. 2, стр. 271/

. Скорость резания

V=250 м/мин /16, т. 2, стр. 271/

. Частота вращения шпинделя определяется по формуле 16:

n1=мин^-1

n2=мин^-1

n3=мин^-1

5. Сила резания рассчитывается по формуле:

Pz=10Cpt^xS^yVⁿKp (22)

где Cp, x, y, n - коэффициент и показатели степеней.

Cp=300, x=1, y=0,75, n=-0,15-поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала.

Kp=()^п

п - показатель степени, п=0,75 /16, т. 2, стр. 264/

Kp=()^0,75=0,5

Pz=10·300·0,5¹·0,1^0,75·250^-0,15·0,5=59 Н

Определяется мощность резания по формуле:

N= кВт

N_ПР=1,5 кВт

N_P ≤ N_ПР (1<1,5) - обработка возможна.

. Основное время.

Т_О= мин

Операция 040 - Сверлильная с ЧПУ

02. Сверлить 6 отверстий Ø17

Глубина резания t=8,5 мм

. Сверлить 4 отверстий Ø8,5

Глубина резания t=4,25 мм

. Зенкеровать 4 фаски Ø12

Глубина резания t=1,75 мм

. Нарезать резьбу М10-7Н

Глубина резания t=0,75 мм

Выбор подачи S_от1=0,40 мм/об /11, т. 2, стр. 128/

S_от2=0,25 мм/об

S_от3=0,29 мм/об

S_от4=0,25 мм/об

Выбранные значения подачи корректируются с учетом поправочных коэффициентов, которые выбираются по карте 53 в зависимости от:

механических свойств обрабатываемого материала К_SМ=1,1

Значение подач определяется по формуле 14:

S_о1=0,40·1,1=0,44 мм/об

S_о2=0,25·1,1=0,275 мм/об

S_о3=0,29·1,1=0,32 мм/об

S_о4=0,25·1,1=0,275 мм/об

Выбор скорости резания

V_Т1=18,4 м/мин /11, т. 2, стр. 128/_Т2=24 м/мин

V_Т3=21,6 м/мин

V_Т4=24 м/мин

По карте 57 выбираются поправочные коэффициенты на скорость в зависимости от:

группа обрабатываемого материала К_vм=1,1

формы заточки инструмента К_vз =1

наличие охлаждения К_vж =1

состояние поверхности К_VW=1

материала инструмента К_vи=1,0

Скорость резания определяется по формуле:

V= V_{Т ·}К_{vм ·} К_{vз ·}К_{vж ·}К_{VW ·}К_vи (23)

V₁= 18,4· 1,1· 1· 1· 1·1=20,24 м/мин

V₂= 24· 1,1· 1· 1· 1·1=26,4 м/мин

V₃= 21,6· 1,1· 1· 1· 1·1=23,8 м/мин

V₄= 24· 1,1· 1=26,4 м/мин

Частота вращения шпинделя определяется по формуле 16:

n₁= мин^-1

n₂= мин^-1

n₃= мин^-1

n₄= мин^-1

Расчет мощности, необходимый для резания, производится по формуле:

N_P=N_T· (24)

N_T=2,15 кВт /11. т. 2, стр. 128/

N_P=2,15·кВт

N_ПР=8,1 кВт

N_P ≤ N_ПР (2,4<8,1) - обработка возможна.

Минутную подачу рассчитываем по формуле 17:

S_M1=0,44·379=166 мм/мин

S_M2=0,275·989=272 мм/мин

S_M3=0,32·631=202 мм/мин

S_M4=0,275·840=231 мм/мин

Определение цикла автоматической работы по формулам 19 и 20.

Т_О=мин

Т_мв=мин

Т_у.а=ΣТ_о+Т_мв=0,54+0,24=0,78 мин

Операция 045 - Круглошлифовальная

1.      Режущий инструмент: Круг шлифовальный 1.750х63х305 24А 40 СТ2. 6К 35 м/с ГОСТ2424-83

Глубина резания t=0,4 мм

Пкр==6079 мин-1

Vkp=35 m/c

. Определяется скорость вращения детали

Vд=Vдm×K

Vдm=25 m/mиh /13, с. 201/ К=0,9

Vд=25×1,15=28,7 m/mиh

. Частота вращения детали

nд=1000×28,7/(3,14×110)=83 мин-1 принимаем nФ=80 мин-1

уточняем скорость вращения детали

Vд=3,14×110×80/1000=27,6 м/мин

. Определение поперечной подачи

Sp=Spm×K1×K2×K3×K4 Spm=1,55 mm/mиh /13, c 200/

К1=0,9; К2=1 К3=1

Sp=1,55×0,9×1,1=1,4 мм/мин

. Ускоренная подача

Sycк=2Sp=2×1,4=2,8 мм/мин 6. Расчет пути шлифования

lр=р+Δl, мм (25)

где р - припуск на сторону, мм

Δl - гарантийный зазор, мм

Lp=0,5+0,05 =0,55 мм

Lycк = 0,3×0,55=0,165 мм

. Время выхаживания

Твых=0,05 мин /13, с202/ 8. Основное Время

То= мин

. Проверка по мощности.

N=C_N·V^r ·S_o^y·t^x ·d^q (26)

Коэффициенты определяется по справочнику 16, т. 2, стр. 301.

C_N=1,3; У=0,55; Х=0,5; r=0,5; q=0.

N=1,3·27,6^0,5·0,4^0,5·1,4^0,55·110⁰=5,8 кВт

N_ПР=7,5 кВт; N_P ≤ N_ПР (5,8<7,5) - обработка возможна.

Определение норм времени на 4 операции.

Операция 005 - Вертикальная фрезерно-сверлильно-расточная с ЧПУ

Вспомогательное время определяется по формуле:

Т_в=Т_в.у.+Т_в.он.+Т_в.изм, (27)

где Т_в.у - время на установку и снятие детали, мин;

Т_в.он - вспомогательное время, связанное с операцией, мин;

Т_в.изм - вспомогательное время на измерение.

Т_в.у=0,34 мин /11, т. 1, стр. 65/

Т_в.оп=0,32 мин /11, т. 1, стр. 79/

Т_в.изм=0,16 мин /11, т. 1, стр. 84/

Т_в=0,34+0,32+0,16=0,82 мин.

Штучное время определяется по формуле:

Т_шт=(Т_у.а.+Т_в+k_tb) (1+) (28)

где k_tb - поправочный коэффициент на время вспомогательное;

а_тех, а_орг, а_отп - время на техническое и организационное обслуживание рабочего места, %.

k_tb=0,87 /11, т. 1, стр. 50/

а_тех+ а_орг+а_отп=8% /11, т. 1, стр. 90/

Т_шт=(3,51+0,81·0,87) (1+)=4,66 мин.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле:

Т_шт.к.= Т_шт+ (29)

где Т_п.з. - подготовительно-заключительное время.

Т_п.з.=18 мин /12, стр. 101/

Т_шт.к.= 4,66+мин

Операция 035 - Горизонтально-расточная

Вспомогательное время определяется по формуле 27:

Т_в.у=0,04 мин /12, стр. 58/

Т_в.он=0,35 мин /12, стр. 65/

Т_в.изм=0,16 мин /12, стр. 191/

Т_в=0,04+0,35+0,16=0,55 мин.

Штучное время определяется по формуле 28:

k_tb=0,87 /12, стр. 31/

а_отп=4% /12, стр. 209/

а_обс=4,5% /12, стр. 84/

Т_шт=(0,96+0,55·0,87) (1+)=1,49 мин.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле 29:

Т_п.з.=20 мин /12, стр. 84/

Т_шт.к.= 1,49+мин

Операция 040 - Сверлильная с ЧПУ

Вспомогательное время определяется по формуле 27:

Т_в.у=0,55 мин /11, т. 1, стр. 61/

Т_в.оп=0,36 мин /11, т. 1, стр. 79/

Т_в.изм=0,16 мин /11, т. 1, стр. 84/

Т_в=0,55+0,36+0,16=1,07 мин.

Штучное время определяется по формуле 28:

k_tb=0,87 /11, т. 1, стр. 50/

а_тех+ а_орг+а_отп=8% /11, т. 1, стр. 90/

Т_шт=(0,78+1,07·0,87) (1+)=1,72 мин.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле 29:

Т_п.з.=18 мин /11, т. 1, стр. 96/

Т_шт.к.= 1,72+мин

Операция 045 - Круглошлифовальная

Вспомогательное время определяется по формуле 27:

Т_в.у=0,55 мин /12, стр. 40/

Т_в.он=0,41 мин /12, стр. 127/

Т_в.изм=0,09 мин /12, стр. 196/

Т_в=0,55+0,41+0,09=1,05 мин.

Штучное время определяется по формуле 28:

k_tb=0,87 /12, стр. 31/

а_отп=4% /12, стр. 130/

а_обс=4% /12, стр. 154/

Т_шт=(0,49+1,05·0,87) (1+)=1,45 мин.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле 29:

Т_п.з.=10 мин /12, стр. 130/

Т_шт.к.= 1,45+ мин

.10    Составление управляющей программы для станка с ЧПУ

Управляющая программа составляется для обработки на станке 16К20Ф3С32 с устройством ЧПУ 2Р22.

N001 S3 1193 F0.43 T1*X300 Z200 EM08*L08 А0.85 Р2.65*X99.5 Z133Е*Х109.5 Z124*Z108 *007 Х112.6 *

N008 Z50*X212 *Z12.5 *X290*X300 Z200 M17 E*S3 2207 F0.136 T2*G10*L10 B6*X110.7 Z110 Е*Z50*X130*X300 Z200 M17 E*S3 778 F0.13 T3*X114 Z50 Е*X109,5*X114*X300 Z200 E*M09*M02*

3. Конструкторский раздел

.1 Расчет и конструирование режущего инструмента на заданной операции

На сверлильной с ЧПУ операции 040 в качестве режущего инструмента используется сверло диаметром 17 мм. Главное движение - вращение сверла, движение подачи - поступательное перемещение сверла. В качестве материала режущей части используется быстрорежущая сталь Р6М5.

Сверло состоит из рабочей части и хвостовика соединенных шейкой. Рабочая часть состоит из режущей части под углом 118 градусов и калибрующей. Хвостовик конический конус Морзе №2 точности АТ8.

Режимы резания при сверлении.

Подача: S=0,44 мм/об /пункт 2.9/

Скорость резания: V=20,24 м/мин /пункт 2.9/

Частота вращения шпинделя n₁= мин^-1 /пункт 2.9/

Мощность резания: N_P=2,4 кВт /пункт 2.9/

Крутящий момент определяется по формуле:

Н · м (34)

Осевая сила резания определяется по формуле:

Р_о=10С_рD^qS^yK_p (35)

С_р=68; q=1,0; y=0,7. /16, т. 2; с. 281/

K_p=0,77 /16, т. 2, с. 264/

Р_о =10∙68∙17¹∙0,44^0,7∙0,77=3513 Н

Средний диаметр хвостовика определяется по формуле:

d_cp= (36)

где -угол конуса (для большинства конусов Морзе =1⁰30)

µ - коэффициент трения стали (µ=0,096)

Δθ - отклонение угла конуса (Δθ=5)

d_cp=м=16 мм

Выбирается ближайший больший конус, т.е. конус Морзе №2 с лапкой. Основные конструктивные размеры: D₁=18 мм, d₂=14 мм, b=6,3 h13 мм, e=16 мм, l₃=75 мм, R=6 мм.

Определяется длина сверла по ГОСТ 10903-77 /16, т. 2, с. 146/

общая длина L=223 мм

длина рабочей части l=125 мм.

Геометрические параметры сверла: ω=30⁰, 2φ=116⁰, ψ=55⁰, γ=12⁰, ά=15⁰.

Шаг винтовой канавки определяется по формуле:

Н=мм (37)

Толщина сердцевины: d_c=0,2D=0,2∙17=3,4 мм

Обратная конусность: 0,09 мм.

Ширина ленточки: f₀=1,0 мм.

Ширина пера: В=0,58∙D=0,58∙17=9,86 мм.

.2 Организация технического контроля на участке. Расчет и конструирование средств измерения для заданной операции

Система контроля качества изделий предназначена для своевременного определения с требуемой точностью параметров качества изделий, изготавливаемых на участке.

Контроль качества изделий на участке производится на контрольных столах контролёрами. Контрольный пункт промежуточного контроля располагается между станками. Это возможно из-за использования простых измерительных средств (калибров, штангенциркулей, штангенрейсмусов и т.п.) и контрольных приспособлений.

Проверка производиться после токарной обработки, после нарезания зубчатых венцов и перед термообработкой, после изготовления детали.

Измерительные средства применяемые для промежуточного контроля заготовки и окончательного контроля детали в серийном производстве могут быть и стандартными, и специальными.

При измерении поверхностей, выполненных по допускам, применяют предельные калибры, т.к. измерение переставными инструментами является сложной и длительной операцией. Средства контроля должны соответствовать требованиям ГОСТ 8.001-71. К применению допускаются средства контроля признанные годными по результатам метрологического надзора в соответствии с требованиями ГОСТ 8 002-71.

Системой контроля качества изделий на участке занимается служба отдела технического контроля, которая находится в подчинении дирекции по качеству.

На 045 операции круглошлифовальной для контроля наружной поверхности Æ110f9 () применяется калибр-скоба. Калибр относится к нерегулируемым гладким калибрам. Изготавливается цельным из стали 20 с цементацией h 0,8…1,2 до 59…65HRСэ. Проходная сторона должна охватывать поверхность, а не проходная не должна. Расчёт исполнительных размеров гладких калибров производится по формулам ГОСТ 24853-81.

Предельные отклонения размера Æ110f9 ()

es=-36; si=-123 мкм. /т. 7/

Предельные размеры отверстия:

dmax=d+ es =110-0,036=109,964 мм=d+ ei=110-0,123=109,877 мм

Допуск отверстия:

Td=es-ei=-0,036 - (-0,123)=0,087 мм.

Отклонения и допуски на калибр-скобу:

Z1=5 мкм, Y1=4 мкм H1=6 мкм Hp=2,5 мкм

Расчёт размеров проходного калибра ПР:

ПР= dmax - Z1 ± H1 |2=109,964-0,005± 0,006/2=109,959±0,003 мм

Предельные размеры проходного калибра:

наибольший: ПРmax=109,959+0,003=109,962 мм

наименьший: ПРmin=109,959-0,003=109,956 мм

Исполнительный          размер проходного калибра ПРисп:

ПРисп=109,956

Расчёт размеров непроходного калибра НЕ:

НЕ= dmin± H1 |2=109,877 ± 0,006/2=109,877 ±0,003 мм

Предельные размеры непроходного калибра:

наибольший: НЕmax=109,877 +0,003=109,88 мм

наименьший: НЕmin=109,877 -0,003=109,874 мм.

Исполнительный размер непроходного калибра НЕисп:

НЕисп=109,874

Расчет размеров контрольного калибра К-ПР:

К-ПР= dmax - Z1 ± Hр |2=109,964-0,005± 0,0025/2=109,959±0,00125 мм

Предельные размеры контрольного калибра К-ПР:

наибольший: К-ПРmax=109,959+0,00125=109,96025 мм

наименьший: К-ПРmin=109,959-0,00125=109,95775 мм

Исполнительный          размер проходного калибра К-ПРисп:

К-ПРисп=109,95775

Расчет размеров контрольного калибра К-НЕ:

К-НЕ= dmin± Hр |2=109,877 ± 0,0025/2=109,877 ±0,00125 мм

Предельные размеры контрольного калибра К-НЕ:

наибольший: К-НЕmax=109,877 +0,00125=109,87825 мм

наименьший: К-НЕmin=109,877 -0,00125=109,87575 мм.

Исполнительный размер непроходного калибра К-НЕисп:

К-НЕисп=109,87575

Расчет размеров контрольного калибра К-И:

К-И= dmax+y1± Hр |2=109,964+0,004± 0,0025/2=109,968±0,00125 мм

Предельные размеры контрольного калибра К-И:

наибольший: К-Иmax=109,968+0,00125=109,96925 мм

наименьший: К-Иmin=109,968-0,00125=109,96675 мм.

Исполнительный размер непроходного калибра К-Иисп:

К-Иисп=109,96675

Рисунок 5 - Схема расположения полей допусков калибра-скобы контроля размера наружной поверхности Æ110f9 ().

4. Организационный раздел

.1 Определение потребного количества технологического оборудования и его загрузки

При серийном производстве широко применяется взаимозаменяемость деталей, технологические процессы выполнены в виде операционных, средняя квалификация рабочих - 4 разряд.

В условиях серийного производства рассчитываются следующие календарно-плановые нормативы:

1.      Номинальный фонд времени.

F_н=(Д_к-Д_в-Д_пр)·S·Д_см,

где - количество календарных дней в периоде, дней;

- количество праздничных дней в периоде, дней;

- количество выходных дней в периоде,  дней;

S - количество смен;

Д_см - продолжительность одной смены, час.

F_н=(365-14-104)·2·8=3952 час.

. Действительный фонд времени работы оборудования.

 (ч),

где - коэффициент простоя оборудования,

F_Д.год=

а = 10%

3. Определяется необходимое количество оборудования исходя из производственной программы проектируемой детали 5200 шт. на квартал и 29000 шт. на год на основе маршрутного техпроцесса по формуле

С_р=(t_шт. ∙ N) / (F_g ∙ K_в ∙ 60) (45)

где, t_шт - штучное время, мин.

К_в = 1… 1,2 - коэффициент выполнения норм.

Вертикальная фрезерно - сверлильно-расточная операция с ЧПУ (модель станка - ГФ2171С5)

С_р = (4,66 ∙29000)/3556,8 ∙ 1,0∙60 = 0,63 Принимается С_пр = 1 ст

Токарная операция с ЧПУ (16К20 ФЗС32)

С_р = (2,22 ∙ 29000)/ 3556,8 ∙1 ∙ 60 = 0,3 Принимается С_пр = 1 ст

Вертикально-фрезерная операция (6Р11)

С_р = (2,5∙29000)/ 3556,8 ∙ 1,0∙60 = 0,34 Принимается С_пр = 1 ст

Токарная операция с ЧПУ (16К20 ФЗС32)

С_р = (5,17 ∙ 29000)/ 3556,8 ∙1 ∙ 60 = 0,7 Принимается С_пр = 1 ст

Контрольная операция - принимается стол ОТК

Горизонтально-расточная операция (2705П)

С_р = (1,49 ∙ 29000)/ 3556,8 ∙1 ∙ 60 = 0,2 Принимается С_пр = 1 ст

С_р = (1,72 ∙ 29000)/ 3556,8 ∙1 ∙ 60 = 0,24 Принимается С_пр = 1 ст

Круглошлифовальная операция (3М151)

С_р = (1,45 ∙ 29000)/ 3556,8 ∙1 ∙ 60 = 0,2 Принимается С_пр = 1 ст

Круглошлифовальная операция (3М151)

С_р = (1,3 ∙ 29000)/ 3556,8 ∙1 ∙ 60 = 0,18 Принимается С_пр = 1 ст

Слесарная операция - принимается верстак(3К634)

Моечная операция - принимается моечная машина.

Контрольная операция - принимается стол ОТК

Определяется уровень загрузки оборудования на механическом участке по обработке детали. Рассчитывается коэффициент загрузки станков по операциям по формуле

На основе произведенных расчетов строится график загрузки оборудования участка, ширина столбиков в соответствующем масштабе пропорциональна количеству станков данной модели. Средний коэффициент загрузки всего станочного парка на проектируемом участке по заданной детали на графике - горизонтальная линия, проходящая через весь график.

Данные о количестве, габаритах, мощности электродвигателей и стоимости с учетом транспортировки и монтажа оборудования на участке заносятся в сводную ведомость оборудования.

Ведомость оборудования

Модель оборудования      ,

%Мощность, кВт
				на 1 станок	на все станки
005-Вертикально-фрезерно-сверлильно-расточной станок с ЧПУ, ГФ2171С5 2Г942	0,63	1	63	7,5	7,5
010-Токарный станок с ЧПУ, 16К20Ф3С32	0,3	1	30	11	11
015 Вертикально-фрезерный станок, 6Р11	0,34	1	34	5,5	5,5
020-Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3С32	0,7	1	70	11	11
035 - Горизонтально-расточной станок, 2705П	0,2	1	20	1,5	1,5
040-Сверлильный станок с ЧПУ, 2С132МФ2	0,24	1	24	8,1	8,1
045-Круглошлифовальный станок, 3М151	0,2	1	20	7,5	7,5
050-Круглошлифовальный станок, 3М151	0,18	1	18	7,5	7,5
ИТОГО	2,79	8	35		59,6
Моечная машина		1		3	3
Верстак слесарный		1
Стол ОТК		2
ИТОГО		4			3
ВСЕГО		12			62,6

Для построения графика загрузки оборудования рассчитывается средний коэффициент загрузки металлорежущего оборудования механического участка при заданной производственной программе

Пз ср = Ср / Спр·100% (46)

Пзср=(0,63+03+0,34+0,7+0,2+=0,24+0,18)·100 = 35%,

8

При производственной программе 29000 штук загрузка оборудования на механическом участке составит 35%. Выполненный расчет оборудования показывает, что стоимость основных производственных фондов планируется в сумме7020 т.р. для обеспечения заданного объема выпуска деталей - за квартал - 5200 штук и 29000 штук за год на механическом участке по обработке детали - «стакан Т40А-1202082-Г» при уровне загрузки металлорежущего оборудования соответственно, что считается ниже среднего уровня. На участке установлены 4 станков с ЧПУ и другие металлорежущие станки, слесарные верстаки, моечные машины, столы ОТК. При необходимости производственную программу можно увеличить в 2 и более раз.

4.2 Расчет и организация многостаночного обслуживания на участке. Состав и расчет количества участников производства с учетом многостаночного обслуживания

Все работающие на предприятии делятся на две классификационные группы: промышленно-производственный и непромышленный персонал.

К промышленно-производственному персоналу относятся основные, вспомогательные рабочие, младший обслуживающий персонал, административно-управленческий персонал, специалисты и служащие.

Определение численности работников предприятия осуществляется для каждой категории работников отдельно.

В условиях серийного производства количество основных рабочих определяется по трудоемкости выполняемых операций.

. Определим полезный фонда времени рабочего

F_др. = (Д_к-Д_пр-Д_в)·q·К_пот. (47)

где, К_пот-коэффициент, учитывающий плановые невыходы на работу

К_пот = 1 - (П /100%) = 1 - (15 /100) = 0,85

F_др= (365 -14 -104) · 8 · 0,85 = 1686 час.

. Определение численности всех рабочих на операциях рассчитаем по формуле

_ocн. = t_шт · N / F_g.p. ·К_в · 60, (48)

где К_в - коэффициент выполнения норм

Определяется трудоемкость механической обработки детали

Т_шт = 25 мин_ocн= 25 ·29000 / 1686 · 1 · 60 = 8 чел.,

с учетом 2-х сменного режима работы участка и с учетом многостаночного обслуживания принимается 8 человек

Определяется численность основных рабочих и коэффициент многостаночного обслуживания на каждую операцию

К_мн =(То / Твсп) + 1

Вертикальная фрезерно-сверлильно-расточная операция (оператор на станках с ЧПУ)_ocн = 4,66· 29000 /1686 · 1 · 60 = 1,4, принимается 2 рабочих с учетом 2-х сменного режима работы механического участка

Токарная операция с ЧПУ (оператор на станках с ЧПУ)_ocн = 2,2 ·29000 /1686 ·6О = 0,63, Принимается 2 чел. с учетом 2-х сменного режима работы и многостаночного обслуживания

Вертикально-фрезерная операция (фрезеровщик)_ocн = 2,5 ·29000 /1686 ·6О = 0,8 Принимается 2 чел. с учетом 2-х сменного режима работы

Токарная операция с ЧПУ (оператор на станках с ЧПУ)_ocн = 5,17 ·29000 /1686 ·6О = 1,5, Принимается 2 чел. с учетом 2-х сменного режима работы и многостаночного обслуживания

Горизонтально-расточная операция (расточник)_ocн = 1,49 ·29000 /1686 ·6О = 0,5 Принимается 2 чел. с учетом 2-х сменного режима работы.

Сверлильная операция с ЧПУ (оператор на станках с ЧПУ)_ocн = 1,72 ·29000 /1686 ·6О =0,5 Принимается 2 чел. с учетом 2-х сменного режима работы.

,050 Круглошлифовальные операции (шлифовальщик)_ocн = (1,45+1,3) ·29000 /1686 ·6О = 2 чел. Принимается 2 чел. с учетом 2-х сменного режима работы

Таким образом, расчеты показывают, что целесообразно принять 12 основных рабочих с учетом многостаночного обслуживания на токарной операции с ЧПУ (010,020) на станках модели 16к20Ф3С32, на шлифовальных станках - модели 3М151, т.к. машинное время (основное) значительно превышает вспомогательное на указанных операциях. Количество основных рабочих, требующихся для работы на проектируемом участке, полученное расчетным путем, корректируется по количеству станков, квалификационным разрядам и составляется сводная ведомость основных и вспомогательных рабочих, управленческого персонала.

Для определения численности вспомогательных рабочих используется метод относительной численности в процентах от численности основных рабочих (30-50%)

_вcn = 0,3…0,5·R_ocн

где, R_ocн - численность основных рабочих_всп = 0,5 • 12 = 6,0 чел., принимается 6 рабочих с учетом 2-х сменного режима работы механического участка.

К вспомогательным рабочим относятся контролеры ОТК, наладчики, слесари Численность наладчиков можно определить, используя нормы обслуживания

_н = С_об / Н_об · т, чел. =(8 ст./8 ст). х2= 2,0 чел.

Где С_об - количество установленного оборудования

Н_об = 10 станков на 1 наладчика (норма обслуживания станков на 1 наладчика)

т=2 количество смен в сутки. Наладчиков на данном участке принять целесообразно - 2 чел. Техпроцессом предусмотрены контрольные операции, поэтому примем по одному контролеру в смену._конт = 2 чел.

Для выполнения функций управления примем двух мастеров.

Численность АУП и специалистов определяется по методу относительной численности (8-15% от числа всех рабочих) или по штатному расписанию R_ayп = ((0,1…0,15) ·R_ocн+R_всп) = 0,1 х (12 +6) = 1,8 чел.

Принимается 2 мастера.

На данном механическом участке по обработке детали «стакан Т40А-1202082Г» целесообразно принять 2 наладчиков, 2-х слесарей, 2-х контролеров с учетом трудоемкости контрольных операций по техпроцессу и 2-х мастеров. Общее количество работающих на участке представлено в общей ведомости списочного состава работающих на участке, приведенную в следующей таблице.

Ведомость работающих на участке

Профессия	Кол-во рабочих, чел	Разряд
		1	2	3	4	5	6
Основные рабочие
фрезеровщик	2			2
оператор на станках с ЧПУ	6		4	2
шлифовальщик	2			2
расточник	2				2
Итого основных рабочих	12		4	6	2
Вспомогательные рабочие
наладчик	2				2
контролер	2				2
слесарь	2				2
Итого вспомогательных рабочих	6				6
Административно-управленческий персонал
мастер	2
Всего работающих на участке	20		4	6	8

Расчет численности списочного состава персонала механического участка показывает, что для обеспечения выпуска производственной программы 29000 штук и трудоемкостью изготовления одной детали - «стакан Т40А-1202082-Г» - 25 мин. необходимо принять 12 основных рабочих с учетом 2-х сменного режима работы механического участка и многостаночного обслуживания, в том числе операторов на станках с ЧПУ - 6 человек, 6 вспомогательных рабочих, 2 мастеров.

4.3 Планировка оборудования и расчет потребных производственных площадей

Планировка оборудования и рабочих мест на участке механического цеха зависит от характера производства, особенностей и объема производственной программы, габаритов и массы обрабатываемых заготовок. При планировке участка механического цеха оборудование расположим так, чтобы обеспечить прямоточность и последовательность прохождения заготовок по стадиям обработки, то есть в порядке последовательности операций технологического процесса изготовления деталей данной группы, максимальное использование производственных площадей, удовлетворения требований охраны труда, техники безопасности. В состав механического участка входят производственные отделения, вспомогательная площадь и бытовые помещения

Производственная площадь - это площадь, занятая оборудованием, рабочими местами, ее состав определяется характером изготавливаемых изделий, видом технологического процесса, объемом производства. Производственный участок служит для размещения на нем оборудования, предназначенного для выполнения технологических процессов обработки деталей.

Вспомогательная площадь - площадь занятая под проездами, вспомогательным оборудованием, складами и другими помещениями (принимается 10-20% от производственной площади) Общая площадь - это сумма производственной и вспомогательной площадей. Норма общей площади на один станок в среднем в механических цехах составляет 15 - 20 м²

Определяется общая площадь участка:

=S_np. + S_всп. = 220+ 44 = 264 м²,

где S_np. это производственное помещение - 20 м² на 1 станок_np=20 · 8 = 160 м²

15 м² на 1 место ~ 15 · 4 = 60 м²

S_np = 160 + 60 = 220 м²

Определяется вспомогательная площадь участка:

,2 · 220 м² = 44 м².,

Определяется общий объем участка,

= S · h, м³

- общий объем помещения, S - общая площадь = 264 м²,- высота помещения = 12 м= 264 · 12 = 3168 м³

Аналогично определяется объем производственного и вспомогательного помещения,

V_пр = 220 · 12 =2640 м³

V_всп = 44· 12 = 528 м³

Ведомость площади и объема помещения механического участка.

Вид помещения	Удельная площадь на 1 станок, м2	Количество станков	Площадь S, м2	Высота h, м	Объем V, м3
Производственная площадь	20 15	8 4	160 60	12 12	1920 720
Итого			220		2640
Вспомогательная	20%		44	12	528
Общая			264	12	3168

.4 Транспортировка деталей на участке

В процессе производства в цехах предприятия регулярно перемещается большое количество сырья, материалов, топлива, инструментов и готовой продукции, доставка этих грузов на заводе, а также вывоз готовой продукции и отходов производства является функцией промышленного транспорта. Согласованность транспортных и производственных процессов - необходимое условие бесперебойной работы отдельных цехов и предприятия в целом.

Для ликвидации тяжелых и трудоёмких работ, сокращения продолжительности производственного цикла следует предусматривать механизированные транспортные средства. Выбор транспорта зависит от характера обрабатываемых на участке деталей, массы и габаритов изделия или величины изготавливаемой партии, типа производства, грузооборота. Транспорт должен своевременно обеспечивать рабочие места заготовками, чтобы снизить простои на местах и длительность производственного цикла.

В данном случае для перемещения деталей от станка к станку используется роликовый приводной конвейер, а из цеха в цех - электрокары.

4.5 Организация ремонта оборудования на участке

Для повышения эффективности использования металлорежущих станков имеет важное значение обеспечение их постоянной готовности к обработке деталей с данной производительностью, точности чистовой обработки.

Особо важное значение имеет повышение долговечности, безотказности и сроков сокращения точностных показателей дорогостоящих станков и в т.ч. станков с ЧПУ.

С этой целью необходимо осуществлять техническое обслуживание и ремонт станков, руководствоваться «Рациональной системой технического обслуживания и ремонта металло- и деревообрабатывающего оборудования».

В проекте, используя положения и нормы указанной системы, следует для дорогостоящего и лимитирующего оборудования установить следующее:

Комплекс работ по техническому обслуживанию, периодичность их выполнения и исполнителей;

Структура ремонтного цикла;

Определить продолжительность ремонтного цикла, межремонтного межсмотрового периода;

Составить план-график ремонтов и плановых осмотров на ремонтный цикл.

Капитальный ремонт оборудования производится по графику ремонтов. Планово-предупредительный- 1 раз в 2 года. Текущий ремонт-1 раз в год. Осмотр оборудования производится 2 раза в год.

4.6 Обеспечение нормальных условий и безопасности труда на участке

Расчет вентиляции и освещения на участке

Вентиляцией называется организованный и регулярный воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха «отработанного» и подачу свежего. По способу перемещения воздуха различают системы естественной, механической и смешанной вентиляции.

Естественная вентиляция осуществляется за счет форточек, фрамуг, окон.

Площадь форточек принимается 6 размере не менее 2…4% площади пола.

_фор=0,04·S_п, м²

S_фор=0,04·264=10,6 м²

Необходимый воздухообмен для всего производственного помещения в целом определяется:

=n·L_i, м³/ч

Где п - число работающих в помещении, чел._i=250 м³/ч=20 ·250=5000 м³/ч

При правильно организованной вентиляции кратность воздухообмена должна быть от 1 до 10

_B=L/V

К_В=5000/3168=1,6

Расчет естественного освещения.

Естественное освещение обеспечивается устройством окон и зенитных фонарей в крыше. Суммарная площадь окон определяется по формуле:

, (м²) (49)

где S_n - площадь пола участка; S_n = 150 м²

α - удельная площадь окон, приходящаяся на 1 м² пола; α = 0,1;

τ - коэффициент, учитывающий потери света от загрязнения остекления; τ=0,6.

м²

Расчет числа окон производится по формуле:

, (шт.) (50)

где S_ок - площадь одного окна;

S_ок = b_ок × h_ок, (м²) (51)

h_ок - высота окна, м

h_ок=3 м.

b_ок - ширина окна, м

b_ок=2 м.

h_ок = H - (h_под + h_над), м (52)

где Н - высота здания цеха; Н = 10 м

h_под - расстояние от пола до подоконника; h_под = 0,8;

h_над - расстояние от потолка до окна; h_над = 0,3 м.

Высота окна должна быть кратна 0,6 м.

h_ок = 10 - (1,2 + 0,3) = 9 м

Принимается h_ок = 9 м

S_ок = 2 × 9 = 18 м²

. Принимается 3 окна

Расчет искусственного освещения.

Принимается значение освещённости Е=200 Лк

Суммарная мощность ламп определяется по формуле:

ΣN_л = P_у × S_n, кВт

где P_у - удельная мощность осветительной установки; при высоте подвеса светильника 6 м, площади пола F_уч = 150 м² и освещенности Е = 200 Лк Р_у = 16,6 Вт/м².

ΣN_л =16,6·264=4382 Вт

Выбирается мощность одой лампы. Люминесцентная лампа N_л =30…150 Вт.

Принимается N_л=150Вт

Число ламп рассчитывается по формуле:

, шт. (53)

 шт. Принимается 30 штук.

Расход электроэнергии на освещение:

W_осв = T_осв × ΣN_л, кВт (54)

где T_осв - годовое время работы освещения, для географической широты 55^о и работы в одну смену, T_осв = 800 ч.

W_осв = 800 × 4382 =3505600 Вт=3505,6 кВт

Электробезопасность u пожарная безопасность

Условием обеспечения электробезопасности является высокая техническая грамотность и дисциплина труда электротехнического персонала, строгое соблюдение правил и инструкций.

При использовании электроинструментов запрещается передавать его другим лицам; разбирать и самим ремонтировать, работать с приставных лестниц, работать на открытом месте под дождем или снегопадом, оставлять его без надзора включенным в электрическую сеть.

На предприятиях следует заземлять емкости с горючими жидкостями; электрокары, используемые для перевозки сосудов с горючими жидкостями и т.д.

Использование мер противопожарной защиты на объекте зависит от его особенностей (характер и особенности объекта, его местоположение и размеры, материальные ценности и вид оборудования) и от требований действующих норм. Все применяемые меры противопожарной защиты можно условно разделить на пассивные и активные.

Пассивные меры защиты сводятся к рациональным архитектурно-планировочным решениям. Ещё на стадии проектирования необходимо предусмотреть удобство подхода и проникновения в здание пожарных подразделений; уменьшение степени опасности распространения огня между этажами, отдельными помещениями и зданиями промышленного объекта; конструктивные меры, обеспечивающие незадымляемость зданий; рациональное использование производственного освещения и т.З.

К активным мерам защиты относят - системы автоматической пожарной сигнализации; установки автоматического пожаротушения; техническое оборудование первой пожарной помощи; специальные средства подавления пожаров и взрывов промышленных объектов; вспомогательное оборудование, использование пожарными подразделениями.

К первичным средствам пожаротушения относятся огнетушители, ведра, емкости с водой, ящики с песком, ломы, топоры, лопаты, кошма и т.д.